Для решения задачи о работе, совершаемой при растяжении пружины, мы можем использовать закон Гука и формулу для работы пружины. Согласно закону Гука, сила, с которой пружина сопротивляется растяжению, прямо пропорциональна изменению её длины:
\[ F = k \cdot x, \]
где:
- \( F \) — сила,
- \( k \) — жесткость пружины,
- \( x \) — изменение длины пружины.
Ваша задача состоит в следующем:
- Найдем коэффициент жесткости пружины \( k \). Из условия задачи известно, что при растяжении плоскости на 2 см (0,02 м) сила составляет 60 Н. Таким образом:
\[ k = \frac{F}{x} = \frac{60 \, \text{Н}}{0,02 \, \text{м}} = 3000 \, \text{Н/м}. \]
- Теперь определим работу, необходимую для растяжения пружины от 14 см до 20 см. Сначала найдем изменение длины пружины:
- Первоначальная длина = 14 см = 0,14 м.
- Конечная длина = 20 см = 0,20 м.
- Изменение длины \( x = 0,20 \, м - 0,14 \, м = 0,06 \, м \).
- Работа при растяжении пружины вычисляется по формуле:
\[ A = \frac{1}{2} k x^2, \]
где \( x \) — это изменение длины пружины.
- Теперь подставим значения:
\[ A = \frac{1}{2} \cdot 3000 \, \text{Н/м} \cdot (0,06 \, \text{м})^2. \]
Вычисления:
\[ A = \frac{1}{2} \cdot 3000 \cdot 0,0036 \, \text{м}^2 = 5,4 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, работа, необходимая для растяжения пружины от 14 см до 20 см, составляет 5,4 Дж.